Sensori di distanza con precisione di 1 mm?

Sto realizzando un dispositivo per le misurazioni. Vorrei misurare la distanza con una precisione di 1 mm. L'intervallo può essere compreso tra 2 cm e 15 cm. Ho osservato i sensori di prossimità, ma le letture visualizzate da questi sensori non sono costanti.

Desidero misurare lo spessore della piastra (acciaio al carbonio). I due sensori saranno montati su una struttura. I sensori mi daranno la distanza della superficie dal sensore. Quindi calcolerò lo spessore della piastra.

Quali sono i possibili tipi di sensori a basso costo che posso usare?

Rispondere alla domanda:

Quali sono i possibili tipi di sensori a basso costo che posso usare?

Esistono diversi tipi di sensori in grado di fornire una precisione di livello millimetrica. "Low cost" è un termine molto relativo, quindi dovrai fare un po 'di shopping in base al tuo budget specifico.

Sensori ottici

Sono inclusi quelli del tipo che hai elencato, anche se è un sensore molto economico pensato più per fornire un "sì, qualcosa è di fronte a me, circa yay-lontano-lontano". Esistono anche sistemi di sensori laser in grado di fornire una precisione di livello millimetrica.

Sensori ad ultrasuoni

La maggior parte dei sensori a ultrasuoni ha una precisione relativamente bassa; nella gamma di 25,4 mm. Ma alcuni sensori di fascia più alta hanno una precisione inferiore al millimetro. Alcune sono unità autonome con elevata precisione.

Sensori di correnti parassite

Queste misure inducono correnti parassite e forniscono un'incredibile precisione .

Misura meccanica

Potrebbe essere implicito nel diagramma, ma non è specificato. Le pinze sono una scelta ovvia per misurare lo spessore. Per un approccio semi-automatico è anche possibile utilizzare sensori di spostamento lineare.

Sono possibili varie soluzioni a seconda delle esigenze esatte.

Sistema di contatto

Questo è probabilmente il sistema più ovvio, costituito da 1 o 2 bracci a leva che vengono deviati dalla piastra. Misurando la deflessione è possibile determinare la dimensione. Lo svantaggio principale di questo è che si tratta di un sistema di contatto che può essere un problema a seconda della configurazione.

Sistema video

Un'altra alternativa che sarebbe semplice da implementare è un sistema video. Montare una videocamera sopra il campione e immagini la piastra mentre passa. Calibrando la fotocamera prima di procedere o montando una scala di linea sotto la piastra, è possibile determinare la dimensione. La risoluzione dipenderà dalla risoluzione della fotocamera e della scala, anche se penso che 1 mm non dovrebbe essere difficile da raggiungere. Questo è probabilmente quello che farei se non volessi un sistema di contatto.

Telemetro laser

Questi possono essere possibili a seconda di ciò che consideri a basso costo. La maggior parte dei sistemi si basa sul tempo di volo, il che limita la risoluzione a ~ 1 mm. Inoltre, la maggior parte dei sistemi economici che ho visto hanno un raggio minimo di almeno 5 cm, che potrebbe essere troppo grande per te.

Interferometer

Inoltre potrebbe essere possibile. Tuttavia, i semplici metodi di conteggio delle frange hanno difficoltà nella misurazione dei passi, quindi probabilmente non saranno adatti per misurare una piastra (a meno che non sia infinita). I metodi di scansione della frequenza sono possibili, ma probabilmente non rientrano nel basso costo, la velocità di misurazione può anche essere un problema a seconda della lunghezza del campione e della produttività richiesta.

Non hai dichiarato se desideri ottenere o meno le letture dei sensori in un computer. Inoltre, non è chiaro la frequenza con cui è necessario eseguire questa attività e il tempo di impostazione consentito per la misurazione.

Se si desidera eseguire un controllo di qualità (se la piastra metallica rientra nei limiti di tolleranza), è possibile prendere in considerazione l'elaborazione di immagini semplice o avanzata. per una semplice elaborazione delle immagini, scatta una foto dalla vista frontale e misura la distanza tra un'estremità della piastra metallica e l'altra, oppure metti una carta di misurazione dietro la piastra metallica e scatta o osserva l'immagine per la misurazione. Se hai un operatore umano, questo sarebbe probabilmente un modo semplice, potrebbe mancare solo il requisito di precisione, a seconda della configurazione ovviamente.

I sensori di prossimità e altri tipi di sensori potrebbero essere influenzati dal movimento della piastra metallica, sei sicuro che non si stia muovendo?

Se sei sicuro della qualità dell'allineamento (che le due superfici sono parallele), puoi spingere la piastra da un lato e utilizzare un normale micrometro o un altro dispositivo di misurazione.

La [MaxBotix HRLV MaxSonar-EZ][1]linea (sto guardando EZ4) afferma di avere un'uscita analogica molto stabile con una precisione di 1 mm e ha una documentazione di prova di supporto per le loro affermazioni. Circa $ 40 / sensore. Vorrei la versione I2C per eliminare le stranezze analogiche nei circuiti come fattore, ma finora quelle I2C vanno solo con precisione 1CM.

L'RFD77402 (Qwiic) utilizza un modulo a infrarossi VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) per misurare il tempo necessario per far rimbalzare un bersaglio. Ciò consente letture millimetriche a basso costo fino a due metri.

SparkFun offre un breakout board per circa 15 USD.

Stavo cercando altre soluzioni a distanza e mi sono imbattuto in questa domanda.

Un sensore che ho trovato funziona bene è Sharp GP2Y0E02B (versione digitale) (la versione più recente è GP2Y0E03). Configurandolo come sensore I2C, usando un Arduino, sono stato in grado di ottenere una risoluzione sub-millimetrica (0,156 mm - L'intervallo è ~ 630 mm, con una risoluzione di 12 bit).

Quasi non ci credevo quando leggevo le specifiche, quindi ho messo il sensore su un Bridgeport con un obiettivo di prova e l'ho usato come "verità di base". Fino a 50 mm in un test semplice, l'errore era inferiore a 0,2 mm; a 100 mm, ho riscontrato un errore di circa 0,4 mm.